Tải Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên – Download File Word, PDF

Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên

Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên
Nội dung Text: Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên

Download


Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên giới thiệu chung về đồ án, thiết kế cống lộ thiên, bố trí các bộ phận cống, tính toán thấm dưới đáy ống, tính toán ổn định cống, tính toán kết cấu bản đáy ống.

Bạn đang xem: Tải Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên – Download File Word, PDF

*Ghi chú: Có 2 link để tải luận văn báo cáo kiến trúc xây dựng, Nếu Link này không download được, các bạn kéo xuống dưới cùng, dùng link 2 để tải tài liệu về máy nhé!
Download tài liệu Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên File Word, PDF về máy

Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên

Mô tả tài liệu

Nội dung Text: Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên

  1. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    thiÕt kÕ cèng lé thiªn
    Ch¬ng 1: GIÔÙI THIEÄU CHUNG
    I-Tµi liÖu:
    1- NhiÖm vô: Cèng C x©y dùng ven s«ng Z ®Ó lµm nhiÖm vô tíi níc cho
    35.000ha ruéng, tiªu níc cho khu vùc trªn vµ ng¨n lò tõ s«ng vµo. Cèng ®îc x©y
    dùng trªn tuyÕn ®êng giao th«ng cã xe 8-10 tÊn ®i qua.
    2- C¸c lu lîng vµ mùc níc thiÕt kÕ:

    Qtiªumax Z®ångmin Zs«ngTK Z®ångmax Zs«ngmin Zs«ngmax Z®ångmin
    Ñeà
    (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

    86C 86 5,4 5,22 6,65 6,30 6,35 2,35

    3- Tµi liÖu vÒ kªnh tiªu:
    – Z®¸y kªnh = +1,0 m.
    – §é dèc m¸i: m = 1,5.
    – §é nh¸m: n = 0,025.
    – §é ®èc ®¸y: i = 10-4.

    4- Tµi liÖu vÒ giã:
    TÇn suÊt P% 2 3 5 20 30 50
    V (m/s) 28 26 22 18 16 14

    5- ChiÒu dµi truyÒn sãng:
    Trêng hîp Zs«ng b×nh thêng Zs«ng max
    D (m) 200 300

    6- Tµi liÖu ®Þa chÊt:
    – §Êt thÞt tõ cao ®é +2,50 ®Õn +1,0.
    – §Êt c¸t pha tõ +1,0 ®Õn -15,0.
    – §Êt sÐt tõ -15,0 ®Õn -35,0.

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 1

  2. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    *ChØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn cèng
    Lo¹i ®Êt
    ThÞt C¸t pha SÐt
    ChØ tiªu
    γ k (T/m3) 1,47 1,52 1,41
    γ tn (T/m3) 1,70 1,75 1,69
    §é rçng n 0,40 0,38 0,45
    ϕtn (®é) 190 230 120
    ϕbh (®é) 160 180 100
    Ctn (T/m2) 1,50 0,50 3,50
    Cbh (T/m2) 1,00 0,30 2,50
    Kt (m/s) 4.10-7 2.10-6 1.10-8
    HÖ sè rçng e 0,67 0,61 0,82
    HÖ sè nÐn a (m2N) 2,20 2,00 2,30
    HÖ sè kh«ng ®Òu
    8,00 9,00 7,00
    (η)

    7- Thêi gian thi c«ng: 2 n¨m.

    Ch¬ng II: THIÕT KÕ CèNG Lé THI£N
    A- Giíi thiÖu chung:
    I- VÞ trÝ, nhiÖm vô c«ng tr×nh:
    1- VÞ trÝ: Công trình được bố trí ven s«ng Z.
    2- NhiÖm vô:
    – Tíi, tiªu níc cho diÖn tÝch 35.000 ha.
    – Ng¨n lò tõ s«ng vµo.

    II- CÊp c«ng tr×nh vµ c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ:
    1- CÊp c«ng tr×nh:
    a- Theo chiÒu cao c«ng tr×nh:
    Hct = Z®ång max + d – Z®¸y kªnh = 6,65 + 0,55 – 1 = 6,2m.
    Trong ®ã: d lµ ®é vît cao an toµn, lÊy d = 0,55m.
    Tra b¶ng P1-1 (Phô lôc 1 – §å ¸n m«n häc Thuû c«ng) t¬ng øng víi c«ng
    tr×nh ®Ëp bª t«ng trªn nÒn ®Êt ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp IV.

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 2

  3. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    b- Theo nhiÖm vô c«ng tr×nh: tra b¶ng P1-2 (Phô lôc 1 – §å ¸n m«n häc
    Thuû c«ng) víi diÖn tÝch tiªu lµ 35.000 ha ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III ( Công
    trình thứ yếu ).
    VËy ta chän cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III.
    2- C¸c chØ tiªu thiÕt kÕ:
    – TÇn suÊt lu lîng, mùc níc lín nhÊt ®Ó tÝnh æn ®Þnh, kÕt cÊu: P = 1%.
    – TÇn suÊt mùc níc lín nhÊt ngoµi s«ng khai th¸c: P = 10%.
    – C¸c hÖ sè vît t¶i n:
    + Träng lîng b¶n th©n c«ng tr×nh: 1,05.
    + Áp lùc th¼ng ®øng cña träng lîng ®Êt: 1,20.
    + Áp lùc bªn cña ®Êt: 1,20.
    + Áp lùc níc tÜnh, ¸p lùc thÊm ngîc, ¸p lùc sãng: 1,00.
    + T¶i träng do giã: 1,30.
    + T¶i träng cña ®éng ®Êt: 1,00.
    – HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc: m = 1,00.
    – HÖ sè tin cËy: Kn = 1,15.

    B- TÝnh to¸n thuû lùc cèng:
    Môc ®Ých: x¸c ®Þnh khÈu diÖn cèng vµ tÝnh to¸n tiªu n¨ng.
    I- TÝnh to¸n kªnh h¹ lu: theo ph¬ng ph¸p ®èi chieáu víi mÆt c¾t cã lîi nhÊt
    vÒ thuû lùc.
    1- C¸c tµi liÖu vÒ kªnh tiªu:
    – Z®¸y kªnh = +1,0 m.
    – §é dèc m¸i: m = 1,5.
    – §é nh¸m: n = 0,025.
    – §é ®èc ®¸y: i = 10-4.
    – Lu lîng tÝnh to¸n: Q = Qtiªumax = 86 m3/s.
    2- TÝnh bÒ réng kªnh:
    * §é s©u mùc níc trong kªnh:
    H = Zs«ngTK – Z®¸y kªnh = 5,22 – 1 = 4,22(m)
    * ChiÒu réng ®¸y kªnh:
    4.m0 . i 8,424. 0,0001
    Ta cã: f(Rln) = = = 0,0009
    Q 86
    Tra b¶ng phô lôc 8-1 (b¶ng tra TL) víi n = 0,025 ta cã: Rln = 3,5m.

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 3

  4. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    H 4,22
    LËp tû sè = = 1,206
    Rln 3,5
    b
    Tra b¶ng 8-2 (b¶ng tra TL) víi m = 1,5 ta cã: = 5,68 → b = 19,88(m.)
    Rln

    VËy ta chän bÒ réng kªnh b = 20m.
    ⇒ B=b+2mh = 18+2.1,5.4,22 = 32,66(m).

    II- TÝnh khÈu diÖn cèng:
    1- Trêng hîp tÝnh to¸n: Chän khi chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu nhá, cÇn
    th¸o Q thiÕt kÕ.
    – QTK = Qtiªumax = 86m3/s.
    – ∆Z = Z®ång min – Zs«ngTK = 5,4 – 5,22 = 0,18(m).
    2- Chän lo¹i vµ cao tr×nh ngìng cèng:
    a- Cao tr×nh ngìng: ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng th¸o ta chän ngìng cèng ngang víi ®¸y
    kªnh thîng lu, Zng = +1,0 m.
    b- H×nh thøc ngìng: ®Ëp trµn ®Ønh réng.
    3- X¸c ®Þnh bÒ réng cèng:
    a- X¸c ®Þnh tr¹ng th¸i ch¶y: hn = hh – P1 = hh = 4,22m.

    Zh
    p

    h hh
    H +1
    4444.1
    4m

    H×nh 1: S¬ ®å tÝnh khÈu diÖn cèng khi ngìng ®Ønh réng
    α .v0
    2

    H0 = H + = (Z®ång min – Z®¸y kªnh) = 5,4 – 1 = 4,4m.
    2.g
    hn 4,22 hn
    → = = 0,959 > ( ) = (0,7 ÷ 0,8) → ch¶y ngËp
    H0 4,4 H 0 pg

    Do ®é cao håi phôc nhá nªn cã thÓ bá qua, lÊy h = hn = 4,22m.
    b- TÝnh bÒ réng cèng ∑b:
    * Ta cã: Q = ϕn.ϕg.∑b.h. 2.g .( H 0 − h)
    Trong ®ã:
    – ϕn: hÖ sè lu tèc, chän m = 0,36 → ϕn = 0,96. (B¶ng 14-13 b¶ng tra TL).

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 4

  5. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    – ϕg: hÖ sè co hÑp bªn, ϕg = 0,5ε0 + 0,5 = 0,5.0,98 + 0,5 = 0,99.
    – ε0 =0,98
    Q 86
    → ∑b = ϕ .ϕ .h. 2.g.( H − h) = = 11,4 (m)
    n g 0 0,96.0,99.4,22. 2.9,81.(4,4 − 4,22)
    + TÝnh l¹i ε0: Chän sè khoang n = 2. Mçi khoang réng 5,7m
    ChiÒu réng trô pin: 1(m), lîn trßn: R = 0,5m.
    ∑b
    VËy: ε0 = Víi Σd: Tæng chiÒu dµy cña mè.
    ∑b + ∑d
    11,4
    ε0 = 11,4 + 1 = 0,919 ≈ 9,2 . ⇒ ϕg= 0,96.
    – TÝnh hÖ sè ngËp ϕn
    Chän ®êng c¸nh vµ trô pin lîn trßn cã : R = 0,5(m).
    Tra b¶ng (14-12-B¶ng tra thuû lùc) víi møc ®é cöa vµo t¬ng ®èi thuËn víi m =
    0.36
    Tra b¶ng (14-13 ) ta cã ϕn = 0.96
    86
    VËy Σb= 0,96 × 0,96 × 4,22 19,62(4,4 − 4,22) = 11,8(m).
    So s¸nh 2 lÇn ta chän b = 5,9 m (®Ó ®¶m b¶o an toµn).
    KiÓm tra l¹i tr¹ng th¸i ch¶y:
    α .q 2 Q 86
    Theo c«ng thøc hK = 3 , trong ®ã: q= = =7,29(m2/s)
    g ∑b 11,8
    Thay vµo ta ®îc : hK= 1,76 m
    hn 4,22 hn
    XÐt = =2,39 > = 1,4.
    hk 1,76 hk
    Nh vËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ngËp.
    VËy: kÕt qu¶ tÝnh l¹i lÇn 2 lµ chÝnh x¸c.

    III. TÝnh to¸n tiªu n¨ng phßng xãi.
    1. Trêng hîp tÝnh to¸n: Trêng hîp mùc níc s«ng nhá nhÊt vµ mùc níc ®ång
    lín .Nhng trêng hîp nµy do yªu cÇu d©ng níc mµ kh«ng më hÕt cöa van, chØ më
    ®ñ ®Ó th¸o lu lîng thiÕt kÕ, ë ®©y còng yªu cÇu tÝnh víi chÕ ®é më ®Òu c¸c
    cöa.
    Tøc lµ phÝa h¹ lu mùc níc xuèng cao tr×nh: +3,30m
    PhÝa thîng lu møc níc ë cao tr×nh: +6,65m
    chän Qtt = 86m3/s = Qmax tiªu
    2. Lu lîng tÝnh to¸n tiªu n¨ng: XÐt trong trêng hîp mùc níc h¹ lu cèng kh«ng
    phô thuéc lu lîng th¸o qua cèng. Khi mùc níc thîng lu ®· khèng chÕ, Qtt chÝnh lµ lu
    lîng th¸o thiÕt kÕ cña cèng.
    Khi ®ã cÇn x¸c ®Þnh ®é më a cña cèng theo c«ng thøc ch¶y díi cöa cèng
    2 g ( H o − hc )
    Q=εϕ∑bh c =εϕ∑bαa 2 g ( H o − αa )
    Q 86
    Trong ®ã: ε:hÖ sè co hÑp bªn; F(τc) = ϕΣbH 3 / 2 = =0,831
    o 0,95.11,8.4,4 3 / 2

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 5

  6. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    ϕ=0,95:hÖ sè lu tèc;
    hc=αa,víi α: hÖ sè co hÑp ®øng;
    a a
    Tra b¶ng ta cã: =0,338; α =0,628; ⇒a=   H o =0,225.4,4=1,49m
    H H
    3.TÝnh to¸n thiÕt bi tiªu n¨ng:
    a – Chän biÖn ph¸p tiªu n¨ng:
    C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt (do cèng trªn nÒn ®Êt) chän ph¬ng ph¸p
    ®µo bÓ.
    b – TÝnh to¸n kÝch thíc bÓ:
    + ChiÒu s©u ®µo bÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
    d = σ.h”c – (hh – Z2).
    Trong ®ã: σ: hÖ sè ngËp, lÊy σ = 1,07.
    h”c: ®é s©u liªn hiÖp níc nh¶y øng víi hc.
    Z 2: ®é chªnh lÖch cét níc cöa ra cña bÓ tÝnh nh ®Ëp trµn ch¶y
    ngËp:
    q2 αq 2
    Z2 = − .
    2 g.ϕ n .hh 2 g (σ .hc ) 2
    2 2 ”

    Qtt 86
    Trong c«ng thøc trªn: q = = = 7,29m2/s
    ∑ b 11,8
    ϕb: hÖ sè lu tèc ë cöa ra cña bÓ lÊy ϕb = 0,95.
    hh: mùc níc ë h¹ lu sau bÓ.
    Theo ph¬ng ph¸p nµy, chiÒu s©u bÓ (d) ®îc tÝnh theo ph¬ng ph¸p ®óng
    dÇn.
    – S¬ bé lÊy chiÒu s©u bÓ theo c«ng thøc: do = h”c – hh
    + TÝnh h”c:
    Ta cã: Eo= Ho + P = (5,4 – 1) + 0 = 4,4(m).
    q 7,29
    F(τc) = = = 0,831
    ϕ .E 0
    3/ 2
    0,95 × 4,4 3 / 2
    Tra b¶ng (15-1) ta cã: τc’’ = 0,678 ⇒ h”c = Eo. τc’’ = 4,4× 0,678 = 2,98m
    VËy: d0 = 2,98 – 2= 0,98(m).
    Khi ®ã so víi ®¸y bÓ cét níc toµn phÇn lµ: E01 = E0 + d = 4,4 + 0,98 = 5,38
    (m)
    7,29
    TÝnh l¹i: F(τc) = = 0,615(m2) ⇒ τc’’= 0,609 =>h”c = 5,38 × 0,609 =
    0,95 × 5,38 3 / 2
    3,27(m).
    TÝnh: σ.h”c = 1,07 × 3,27 = 3,5(m).
    7,29 2 1 × 7,29 2
    Z2 = − = 0,53(m)
    19,62 × 0,95 2 × 2 2 19.62 × 3,5 2
    TÝnh l¹i chiÒu s©u bÓ theo c«ng thøc:
    ®èi víi d1=σ.h”c – (hh + Z2) = 1.07 × 3,47 – (2+ 0,49) = 1,22 (m).
    Ta thÊy d0 ≈ d1 vËy phÐp tÝnh trªn lµ ®îc. Ta chän d = 0,98(m).
    + ChiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng: Lb = L1 + βLn
    Trong ®ã: L1: chiÒu dµi níc r¬i tõ ngìng cèng xuèng s©n tiªu n¨ng.

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 6

  7. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    L1 = 2 hk ( P + 0.35hk ) .
    P: ChiÒu cao ngìng cèng so víi ®¸y bÓ, P = 0,98m.
    2 2
    hK = H 0 = × 4,4 = 2,93 (m).
    3 3
    VËy L1 = 2 2,93(0,98 + 0,35 × 2,93) = 4,85(m).
    Ln: ChiÒu dµi níc nh¶y:
    Ln = 4.75 (h”c – hc) = 4,75.(3,27 – 1,49.0,628) = 11,09(m).
    β: hÖ sè , ( β = 0,75).
    vËy Lb = 4,85 + 0,75 × 11,09 = 13,17(m).
    KÝch thíc ®µo bÓ lµ:
    – §é s©u ®µo: d = 0,98(m); – ChiÒu dµi: Lb = 13(m)
    Ch¬ng 3: Bè trÝ c¸c bé phËn cèng
    I – Th©n cèng: bao gåm b¶n ®¸y, trô vµ c¸c bé phËn kh¸c.
    1. Cöa van: chän cöa van ph¼ng
    2. Têng ngùc:
    a – C¸c giíi h¹n cña têng
    + Cao tr×nh ®¸y têng: Z®t = Ztt + δ
    Ztt: cao tr×nh mùc níc tÝnh to¸n Ztt = 4,40m
    δ: ®é lu kh«ng lÊy δ = 0,6 m
    VËy Z®t = 4,40 + 0,6 = 5,0 m. LÊy Z ®¸y = 5,0(m)
    + Cao tr×nh ®Ønh têng : lÊy b»ng cao tr×nh ®Ønh cèng, ®îc x¸c ®Þnh theo 2
    c«ng thøc:
    Z1 = Zs«ngTK + ∆h + ηs+ a (1)
    Z2 = Zs«ng + ∆h’ + ηs’+ a’
    Thùc
    (2)
    TrÞ sè cao tr×nh ®Ønh sÏ lÊy gi¸ trÞ lín trong 2 c«ng thøc trªn
    * TÝnh Z1
    V 2 .D
    TÝnh ∆h: §é dÒnh do giã øng víi Z s«ng
    TK
    : ∆h = 2× 10 -6 . cos α
    g .H
    Trong ®ã: V: VËn tèc giã lín nhÊt V = 28 m/s
    D: §µ sãng øng víi mùc níc s«ng b×nh thêng D = 200 (m)
    H: Cét níc trong ®ång: H = 4,4m
    α: gãc hîp bëi trôc däc cña hå vµ híng giã α= 00
    28 2 × 200
    VËy ∆h = 2× 10 -6 × 1 = 0.17 (m)
    9.81 × 4,4
    TÝnh ηs (®é dÒnh cao nhÊt cña sãng)
    Theo c«ng thøc ηs = Kηs.hs1%. h
    Gi¶ thiÕt trêng hîp ®ang xÐt lµ sãng níc s©u H > 0.5 λ
    tÝnh c¸c ®¹i lîng kh«ng thø nguyªn.
    gt 9.81 × 6 × 3600 gh gτ
    = = 7567.7 ⇒ 2 = 0.032 ; = 23
    V 28 V V
    gD 9.81 × 200 gh gτ
    2
    = 2
    = 2.5 ⇒ 2 = 0.003 ; = 0.53
    V 28 V V

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 7

  8. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    gh gτ
    Chän trÞ sè nhá trong 2 trÞ sè trªn ta cã: 2
    = 0.003 ; = 0.53
    V V
    ⇒ h = 0.24; τ = 1.51
    g .τ 2 9.81 × 1.51
    2
    TÝnh λ : λ = = = 3.56 (m)
    2π 2 × 3.14
    KiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn sãng s©u H > 0.5 λ
    6.0 > 1.78 tho¶ m·n
    + TÝnh h1% = K1%. h
    g.H
    víi K1% = f ( ) tra ®å thÞ P2-2 ta cã: K = 2.4
    V2
    VËy h1% = 2.4× 0.24 = 0.58
    λ h
    + TÝnh Kηs = f( , ) Tra P2-4 ⇒ Kηs = 1.2
    H λ
    VËy ηs = 1.2 × 0.58 × 0.24 = 0.0016
    T×m a: ®é cao an toµn lÊy a = 0.4 m
    VËy Z1 = 5.22 + 0.0061 + 0.0016 + 0.4 = 5.63 (m)
    V 2 .D
    + TÝnh Z2 : ∆h’ = 2× 10-6 . cos α
    g .H

    V: vËn tèc giã b×nh qu©n lín nhÊt V = 18 (m/s).
    D: ®µ giã øng víi mùc níc lín nhÊt D = 300 (m).
    H: cét níc trong s«ng H = 6,0(m)
    18 2 × 300
    ∆h’ = 2× 10-6 = 0,025.10 −3
    9.81 × 5
    + TÝnh ηs : ηs = Kηs. K1%. h
    gt 9.81 × 3600 × 6 gh gτ
    TÝnh = = 11772 ⇒ 2 = 0.085 ; = 4.2
    V 18 V V
    gD 9.81 × 300 gh gτ
    2
    = 2
    = 9.1 ⇒ 2 = 0.0055 ; = 0.75
    V 18 V V
    gh
    gi¸ trÞ nhá nhÊt: 2 = 0.0055 ⇒ h = 0.18
    V

    = 0.75 ⇒ τ = 1.38
    V
    gτ 2 9.81 × 1.38 2
    TÝnh λ = = = 2.97 (m)
    2π 2 × 3.14
    gH
    TÝnh hs1%=K1%. h ; Víi K1%=f( 2 )
    V
    Tra ®å thÞ P2-2 cã K1% = 2,23
    VËy h1% = 2.23 × 0.18 = 0.40
    λ h
    + TÝnh Kηs = f( , ) Tra P2-4 ⇒ Kηs = 1.25
    H λ
    do ®ã: ηs = 1.25× 0.4× 0.18 = 0.09 (m)
    §é cao an toµn a = 0,4 m
    VËy: Z2 = 7.10 + 0,025.10-3 + 0.09 + 0.4 = 7,59(m)
    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 8

  9. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    Ta thÊy: Z2 > Z1 vËy chän Z2 = 7,59(m) = Z ®Ønh têng
    b, KÕt cÊu têng: gåm dÇm ®ì vµ b¶n mÆt. Bè trÝ 2 dÇm ®ì ë ®Ønh vµ ®¸y
    têng. B¶n mÆt ®æ liÒn khèi víi dÇm chiÒu dµy b¶n mÆt 0.4m vµ ®îc chÝnh x¸c
    ho¸ trong tÝnh to¸n kÕt cÊu ë phÇn sau.
    3 – CÇu c«ng t¸c: lµ n¬i ®Æt m¸y ®ãng më vµ thao t¸c van chiÒu cao sµn
    c«ng t¸c cÇn ®¶m b¶o khi kÐo van lªn hÕt, cöa van cßn kho¶ng trèng ®Ó ®a van
    ra khái cèng khi cÇn thiÕt ®Ó thay thÕ, söa ch÷a.
    KÕt cÊu cÇu c«ng t¸c bao gåm: DÇm ®ì, b¶n mÆt, cét trèng cao tr×nh
    ®Ønh cÇu c«ng t¸c: +14,0 m
    BÒ réng: 6m
    4 – Khe phai vµ cÇu th¶ phai: bè trÝ ë ®Çu vµ cuèi cèng, ®Ó ng¨n níc gi÷
    cho khoang cèng kh« gi¸o khi cÇn söa ch÷a
    Cao tr×nh mÆt cÇu th¶ phai: 7,59 m
    BÒ réng mÆt cÇu: 1.0 m
    5 – CÇu giao th«ng: cao tr×nh mÆt cÇu :7.2 m,réng : 6 m
    6 – Mè cèng: bao gåm 1 mè gi÷a vµ 2 mè bªn trªn mè bè trÝ khe phai vµ khe
    van.
    Mè dµy1 m,khe phai:25 cm x 25 cm,khe van:30 cm x 30 cm,mè gi÷a lîn trßn
    R = 0.5 m
    7 – Lùc lón: do cèng më nªn kh«ng cÇn bè trÝ khe lón.
    8 – B¶n ®¸y: chiÒu dµy b¶n ®¸y s¬ bé chän: 1m
    II – §êng viÒn thÊm
    Bao gåm: b¶n ®¸y cèng, s©n tríc, c¸c b¶n cõ, ch©n khay
    1, S©n tríc: vËt liÖu lµm s©n lµ bª t«ng
    ChiÒu dµi s©n: Ls =3H ; Ls = 3× 4,4 =13,2(m).
    chiÒu dµy: ®Çu s©n lÊy t1 = 0.6m
    ∆H
    Cuèi s©n theo c«ng thøc: t2≥ [ j] ∆H: ®é chªnh cét níc ë 2 mÆt s©n
    [j] gra®ien thÊm cho phÐp phô thuéc vµo vËt liÖu lµm s©n.
    ë ®©y ta kh«ng tÝnh mµ chän b»ng b¶n ®¸y; t2 = 0,8m.
    2 – B¶n cõ
    a – VÞ trÝ: do cèng chÞu ¸p lùc níc tõ 2 chiÒu thuËn nghÞch nªn ta bè trÝ cõ
    ë phÝa cã ®Çu níc cao h¬n.
    b – ChiÒu dµi ®ãng cõ: v× tÇng thÊm dµy nªn ta chØ ®ãng cõ ®Õn mét ®é
    s©u nhÊt ®Þnh (cõ treo). ChiÒu dµi cõ S = (0.6 ÷ 1)H
    S = 0.8H = 0.8 × 4,4 = 3,52(m) ta lÊy S = 3,5(m)
    ChiÒu dµy têng cõ: 0,4(m)
    ChiÒu réng cõ lÊy: 0,6(m)
    VËt liÖu lµm cõ: bª t«ng cèt thÐp
    3 – Ch©n khay: lµm ë 2 ®Çu b¶n ®¸y c¾m s©u vµo nÒn ®Ó t¨ng æn ®Þnh
    vµ kÐo dµi ®êng viÒn thÊm.
    4 – Tho¸t níc thÊm: do cèng lµm viÖc 2 chiÒu nªn 1 ®o¹n s©n tiªu n¨ng phÝa
    s«ng tiÕp gi¸p b¶n ®¸y kh«ng ®ôc lç. §o¹n nµy ®ãng vai trß nh 1 s©n tríc ng¾n
    khi níc s«ng lín.Ta chän 1 ®o¹n kh«ng ®ôc lç lµ 6(m).
    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 9

  10. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    5 – S¬ bé kiÓm tra chiÒu dµi ®êng viÒn thÊm.
    KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn sau: Ltt ≥ C . H
    Ln
    Trong ®ã: Ltt = L® + (chiÒu dµi tÝnh to¸n ®êng viÒn thÊm).
    m
    L®: chiÒu dµi tæng céng cña c¸c ®o¹n th¼ng ®øng:
    L® = 0,6+2× 4,5+0,4+0,6+0,4 = 11(m)
    Ln: Tæng chiÒu dµi ®o¹n n»m ngang ; Ln = 16,5+12+6=34,5 m
    m: hÖ sè hiÖu qu¶ trªn hai cét níc thÊm trªn c¸c ®o¹n th¼ng ®øng so víi c¸c
    ®o¹n n»m ngang. V× cã 1 hµng cõ nªn m = 1.5
    C: hÖ sè phô thuéc vµo lo¹i ®Êt nÒn, víi c¸t pha lÊy C = 5 (phô lôc 3)
    H: chªnh lÖch cét níc thîng h¹ lu cèng
    34.5
    VËy: Ltt = 11 + = 34 (m)
    1.5
    + Trêng hîp trong ®ång lµ mùc níc max vµ ngoµi s«ng lµ mùc níc min th× :
    H = 3.5 m Khi ®ã: C .H = 17.5 < Ltt = 34 m
    + Trêng hîp trong ®ång lµ mùc níc min vµ ngoµi s«ng lµ mùc níc max th×:
    H = 4m Khi ®ã: C H = 20 < Ltt = 34 m
    Nh vËy chiÒu dµi ®êng viÒn thÊm s¬ bé tÝnh to¸n nh trªn lµ ®¶m b¶o ®é bÒn
    thÊm chung.

    III – Nèi tiÕp cèng víi thîng h¹ lu:
    1 – Nèi tiÕp thîng lu:
    1
    Gãc më cña têng vÒ phÝa tríc lÊy víi tgθ1 =
    4
    H×nh thøc têng lµ mÆt trô nèi tiÕp víi kªnh thîng lu, ®¸y ®o¹n kªnh nèi tiÕp
    víi kªnh thîng lu ®îc x©y b»ng ®¸ cã chiÒu dµy 0,5m. PhÝa díi cã tÇng ®Öm c¸t
    dµy 15cm.
    2 – Nèi tiÕp h¹ lu:
    1
    – Gãc më cña têng vÒ phÝa sau tgθ2 = h×nh thøc têng lµ têng xo¾n vá ®ç,
    5
    chiÒu dµi kÐo hÕt bÓ tiªu n¨ng.
    – S©n tiªu n¨ng: B»ng bª t«ng ®æ t¹i chç cã bè trÝ lç tho¸t níc ë cuèi bÓ.
    ChiÒu dµy s©n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: t = 0.15.V1. h1
    Trong ®ã: V1 vµ h1 lµ lu tèc & chiÒu s©u chç ®Çu ®o¹n níc nh¶y. ChiÒu
    dµy lÊy ts = 0,4(m)
    – S©n sau: ®îc x©y b»ng ®¸ l¸t khan cã bè trÝ lç tho¸t níc so le nhau, phÝa díi
    cã tÇng ®Öm h×nh thøc läc ngîc.
    ChiÒu dµi ®îc x¸c ®Þnh Ls = K q ∆H
    ∆H: Chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu: ∆H = 4 m
    Q 86
    q= = = 4,3 (m3/s) (Lu lîng ®¬n vÞ ë cuèi s©n tiªu n¨ng)
    bs 20
    K: HÖ sè phô thuéc vµo chÊt ®Êt (lÊy k = 15)

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 10

  11. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    VËy Ls = 15 4,3 4 = 43,99(m)

    Ch¬ng 4: TÝnh to¸n thÊm díi ®¸y cèng
    I – Nh÷ng vÊn ®Ò chung:
    1. Môc ®Ých: X¸c ®Þnh lu lîng thÊm q, lùc thÊm ®Èy ngîc lªn ®¸y cèng wt ,
    gra®ien thÊm J.
    2. Trêng hîp tÝnh to¸n: tÝnh to¸n víi trêng hîp chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu
    lín nhÊt; ë ®©y ta chØ tÝnh cho trêng hîp: Mùc níc ®ång lµ mùc níc min(2), mùc
    níc s«ng lµ mùc níc max(5,0)dßng thÊm ngîc
    3. Ph¬ng ph¸p tÝnh:
    TÝnh theo ph¬ng ph¸p vÏ líi thÊm b»ng tay.
    II – TÝnh thÊm cho trêng hîp ®· chän
    Mùc níc ®ång lµ 2,0 mùc níc s«ng lµ 5,0
    1. VÏ líi thÊm: vÏ theo ph¬ng ph¸p ®óng dÇn
    Dùa vµo s¬ ®å thÊm ta x¸c ®Þnh ®îc n = 20 d¶i vµ m = 7 èng dßng
    2. Dïng líi thÊm ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ®Æc trng cña dßng thÊm
    a. X¸c ®Þnh ¸p lùc thÊm ®Èy ngîc w®n
    Cét níc thÊm t¹i 1 ®iÓm x nµo ®ã c¸ch ®êng thÊm cuèi cïng i d¶i sÏ lµ:
    H
    hx = i.
    n
    H: chªnh lÖch cét níc tríc vµ sau cèng: H = 4. 0 m
    4.0
    hA = 15.5× = 3.1 (m)
    20
    4.0
    hB = 9.5× = 1.9 (m)
    20

    γ n.hA γ n.hB

    Tõ kÕt qu¶ trªn ta vÏ ®îc biÓu ®å ¸p lùc thÊm díi ®¸y c«ng tr×nh vµ tÝnh ®îc
    tæng ¸p lùc ®Èy ngîc
    h A + hB
    w®n = wt + w1 = γ n.L( ) + γ n .L(hh + t ) =
    2
    3.1 + 1.9
    = 10 × 12 ( ) + 10 × 12(1 + 0.7) =300+204= 504 (kN/m)
    2
    b. X¸c ®Þnh gra®ien thÊm
    H
    Gra®ien thÊm trung b×nh t¹i « líi bÊt kú cã trong ®o¹n ∆s sÏ lµ: Jtb = ,
    n.∆s
    øng víi c¸c trung ®o¹n ë c¸c « líi ë cöa ra cña dßng thÊm.
    ∆s1 = 1.2; ∆s2 = 2.4; ∆s3 = 4.0; ∆s4 = 5.2
    Ta cã Jtb t¬ng øng lµ: JTb1 = 211.10-3 Jtb3 = 63.10-3
    Jtb2 = 105.10-3 Jtb4 = 49.10-3
    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 11

  12. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    Do ®ã ta vÏ ®îc biÓu ®å gra®ien thÊm t¹i cöa ra (Jra) vµ x¸c ®Þnh ®îc:
    Jr = Jbh max = 230.10-3

    III – KiÓm tra ®é bÒn thÊm cña nÒn.
    1. KiÓm tra ®é bÒn thÊm chung:
    J K tb
    Theo c«ng thøc: Jtb≤
    kn
    tb
    Trong ®ã: J Gra®ien thÊm tíi h¹n trung b×nh (b¶ng P3-2), ®Êt c¸t h¹t nhá –
    k
    víi c«ng tr×nh cÊp III, lÊy Jktb = 0.22 = 220.10-3
    kn: hÖ sè tin cËy (kn = 1.15)
    tb
    J 0.22
    Ta cã: K = = 0.191 = 191 × 10 −3
    kn 1.15
    Jtb: Gra®ien trung b×nh trong vïng thÊm tÝnh to¸n
    H L0
    Jtb = Ttt: chiÒu s©u tÝnh to¸n cña nÒn – phô thuéc vµo
    Ttt . ∑ ξ S0
    L0: h×nh chiÕu ngang L0 = 34.5(m)
    S0: h×nh chiÕu ®øng cña ®êng viÒn S0 =5.5(m)
    L0 34.5
    Ta cã: = = 6.27 > 5
    S 0 5.5
    Ta lÊy Ttt = 0.5 .L0= 0.5 × 34.5 = 17.25
    Σξ: Tæng hÖ sè søc c¶n cña ®êng viÒn thÊm, tÝnh theo ph¬ng ph¸p cña
    TrugaÐp (ph¬ng ph¸p hÖ sè søc kh¸ng)
    Σξ = ξV + ξn’ + ξn’’ + ξc + ξr
    Trong ®ã:
    a 0.4
    ξv= 0.44 + T = 0.44 + = 0.463
    tt 17.25
    ( L + L2 ) − 0.5 × 5 (14 + 9) − 0.5 × 5
    ξn’= = = 1.24
    Ttt 16.5
    L1 − 0.5 × 5 10 − 0.5 × 5
    ξn”= = = 0.45
    Ttt 16.5
    S
    0.5 ×
    S Ttt
    ξc= 1.5 T + S = 0.51
    tt
    1 − 0.45
    Ttt

    a 0.4
    ξra= 0.44 – T = 0.44 − 16.5 = 0.42
    tt

    VËy: Σξ = 3.08
    H 4.05
    ⇒ Jtb= T ∑ ξ = 16.5 × 3.08 = 0.0797 ; Ta thÊy: Jtb < Jktb --> §Êt nÒn kh«ng bÞ
    tt

    tr«i

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 12

  13. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    2. KiÓm tra ®é bÒn thÊm côc bé:
    Theo c«ng thøc: Jr < Jk
    Jr: trÞ sè gra®ien thÊm côc bé ë cöa ra Jr = 230.10-3
    Jk: TrÞ sè gra®ien thÊm tíi h¹n côc bé (Tra P3 -1)
    d 60
    Jk phô thuéc vµo η = =9
    d10
    Ta cã: Jgh = Jk = 0.6 = 600× 10-3
    Nh vËy: Jr < Jk Nªn kh«ng cã hiÖn tîng xãi ngÇm c¬ häc t¹i mÆt c¾t cöa ra.

    Ch¬ng 5: TÝnh to¸n æn ®Þnh cèng
    I – Môc ®Ých vµ trêng hîp tÝnh to¸n:
    1. Môc ®Ých: KiÓm tra æn ®Þnh cèng vÒ trît, lËt, ®Èy næi, yªu cÇu chØ
    kiÓm tra æn ®Þnh trît
    2. Trêng hîp tÝnh to¸n.
    – TÝnh to¸n cho trêng hîp: mùc níc trong ®ång lµ mùc níc min (+2,0). Mùc níc
    ngoµi s«ng lµ mùc níc max (+5,0).
    II – TÝnh to¸n æn ®Þnh trît cho trêng hîp ®· chän.
    1. X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn m¶ng tÝnh to¸n.
    a. C¸c lùc th¼ng ®øng (tÝnh s¬ bé).
    * Träng lîng b¶n ®¸y cèng:
    – DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang:
    11 + 10
    F = 12× 1.5 – 0.5× = 12.75( m2)
    2
    → Gb® = γ b.F.B = 2,4× 12× 12.75 = 367,2 T
    * Träng lîng mè gi÷a vµ 2 mè bªn:
    DiÖn tÝch mè 2 gi÷a vµ 2 mè bªn lµ: F =0.52× 3.14× 2+1× 11+12× 0.5× 2
    =24,17(m2)
    ChiÒu cao mè lµ H = 7.2-1 =6.2 (m)
    Gmè = F× H× 2.4 = 24.17× 6.2× 2.4 = 359.6 T
    * Träng lîng cÇu giao th«ng:
    – ChiÒu dµi cÇu: Lc = 11.8+2 =13.2 (m). (2m lµ chiÒu dµi t¨ng thªm vÒ 2
    phÝa)
    – DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cÇu:
    F = 6× 0.9 – 4× 0.2 – 0.8× 0.3× 2- 0.8× 2× 0.4 -2× 0.4 =2,68 m2.
    → GcÇu = γ b.F.Lc = 2.4× 2.68× 13.8 = 88.76 T
    * Träng lîng têng ngùc:
    – ChiÒu dµi têng: Lt = ∑b – 2= 11.8 – 2 =9.8 m.
    – DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang têng:

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 13

  14. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    F = Ft = 1.6× 0.6 -1.0,3 = 0.66 m2
    → Gt = Ft.Lt.γ b = 0.66× 9.8× 2,4 = 15.5 T
    * Träng lîng cÇu c«ng t¸c:
    – ChiÒu dµi cÇu c«ng t¸c: Lct = 11.8 m.
    – DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang: F1 = 3× 0,3 = 0,9 m2
    F2 = 2× 0,3× 6.5 + 2× 0,2× 2 = 4.7 m2
    → Gct = γ b.[F1 × 11.8+ F2× 0.4× 4] = 2,4.(0,9× 11.8 + 4.7× 0.4× 4) = 43.5
    T
    * Träng lîng cÇu th¶ phai:
    – DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang: F = 2× 0,3× 1 = 0,6 m2
    → Gp = γ b× F×∑ b = 2,4× 0,6× 11.8 = 17 T(Träng lîng cña c¶ 2 cÇu)
    * Träng lîng níc trong cèng:
    – PhÝa s«ng: H = Zs«ng max – Z®¸y cèng = 6- 1 = 5 m → GTL = 1× 3× 9.8× 5 =
    146.6 T
    – PhÝa ®ång: H = Z®ång min – Z®¸y kªnh = 2 – 1 = 1 m → GHL = 1× 1× 9× 9.8=
    88.2 T
    *Tränglîng cöa van:Lµm b»ng thÐp: Gcv=q× H× l0 (GTTC tËp I)
    Trong ®ã: + l0 : chiÒu daøi cöa van; l0= 4.9 +0.3 = 5.2 (m)
    + H: ChiÒu cao cöa van; H = 4.6+0.5= 5.1 (m)
    q: Träng lîng phÇn déng cña cöa van ph¼ng tÝnh cho 1 m2 lç cèng
    q = 60× (Hc× l0)1/3-60× 1.4 =60× (2.3× 5.2)1/3- 60× 1.4 =29.4 daN/m2
    Hc Cét níc tÝnh to¸n tai t©m lç cèng Hc= 2.3 m
    Gcv1 = 29.4× 5.2× 5.1 × 0.1= 78.1 T
    Träng lîng 2 cöa van lµ Gcv = 156.2 T
    * C¸c lùc ®Èy ngîc:
    – AÙp lùc thuû tÜnh: Wtt = (0.7 + 1) × .12× 11.8=240.7 T
    – AÙp lùc thÊm: Wth = 30× 11.8 = 354 T.
    b. C¸c lùc ngang (tÝnh s¬ bé)
    1 1
    – AÙp lùc níc phÝa s«ng: WS = .γ n .H s2 .Σb = × 1 × .5 2. × 11.8 = 147.5 T
    2 2
    1
    §iÓm ®Æt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n Hs +1= 2.67 m.
    3

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 14

  15. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    1 1
    – AÙp lùc níc phÝa ®ång: W® = . × γ n × .H d . × Σb = × 1.2 × 1. × 11.8 = 5.9 T
    2

    2 2
    1
    §iÓm ®Æt c¸nh tay ®ßn c¸ch ®¸y 1 ®o¹n H® +1 = 1.33 m.
    3
    1
    – AÙp lùc bÞ ®éng ë ch©n khay h¹ lu: Eb® =( γ H2 Kb +2CH Kb )× 11,8
    2
    Trong ®ã:γ = γ bh = γ ®n + γ n =1,9(T/m8)
    ϕ
    Kb=tg2(450+ ) =1.89 (víi ϕ= 180)
    2
    C =Cbh = 0.3(T/m2)
    1
    Eb® =( × 1.9 × 1 × 1.89 + 2 × 0.3 × 1 × 1.89 )× 11.8=30.9 (TÊn)
    2

    2
    1 2C 2
    – AÙp lùc chñ ®éng ë ch©n khay thîng lu: Ec= ( γ H2 Kc -2CH Kc +
    2 γ
    )× 11.8
    ϕ bh
    Trong ®ã:Kc=tg2(450- ) =0,53
    2
    γ = γ bh = γ ®n + γ n =1,9 (T/m3)
    C =Cbh = 0,3(T/m2)
    ϕ = ϕbh= 180
    1 2 × 0.3 2
    Ec®=( × 1.9 × 12 × 0.53 − 2 × 0.3 × 1 × 0.53 + )× 11.8 = 1.84(T)
    2 2
    2 – X¸c ®Þnh ¸p lùc ®¸y mãng:
    ∑P ∑M0
    Theo s¬ ®å nÐn lÖch t©m: σ = ±
    F W
    ∑P: Tæng c¸c lùc th¼ng ®øng
    ∑Mo:Tæng m«men cña c¸c lùc t¸c dông lªn ®¸y mãng lÊy ®èi víi t©m O cña
    m¶ng.
    F: DiÖn tÝch ®¸y m¶ng , F = L.B = 14 x 11.8 = 165.2 (m2)
    BL2 11.8 × 12 2
    W: m« ®un chèng uèn cña ®¸y m¶ng ; w= = = 283.2(m 3 )
    6 6
    §Ó tÝnh tæng m« men cña c¸c lùc t¸c dông lªn ®¸y m¶ng lÊy ®èi víi t©m O
    cña ®¸y; ta s¬ bé bè trÝ c¸c chi tiÕt vµ h¹ng môc.
    B¶ng 1: TÝnh m« men c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn b¶n ®¸y
    Tay
    K Lùc Lùc M0(Tm)
    STT Tªn lùc ®ßn(m
    hiÖu ®øng(T) ngang
    )
    1 B¶n ®¸y G® 361.1 ↓ 0 0
    2 Trô gi÷a vµ bªn Gtr 359.6 ↓ 0 0
    3 CÇu GT Gc 88.76 ↓ 2 177.52
    4 Têng ngùc Gt 15.5 ↓ 3.3 -54.25
    5 CÇu c.t¸c Gct 43.5 ↓ 3 -130.5

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 15

  16. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    6 Cöa van Gcv 156.2 ↓ 3 -468.6
    7 Níc trong cèng GHL
    88.2 ↓ 1.5 -132.3
    (phÝa ®ång)
    8 Níc trong cèng GTL
    146.6 ↓ 4.5 659.7
    (phÝa s«ng)
    9 ¸p lùc thÊm Wth 354 ↑ 0.48 169.92
    10 ¸p lùc thuû tÜnh Wtt 240.7 ↑ 0 0
    11 ¸p lùc níc TL Ws 147.5 ← 2.67 393.8
    12 ¸p lùc níc HL W® 5.9 → 1.67 -9.85
    13 ¸p lùc ®Êt chñ Ec® 1.84 ← 0.33 0.6
    ®
    14 ¸p lùc ®Êt bÞ ® Eb® 31.9 → 0.33 -10.53
    15 CÇu th¶ phai Gp 17/2 ↓ 5.5 +46.75
    -46.75
    ∑ 690.76 111.54 591.2
    ∑P ∑M0
    Tõ c«ng thøc: σ = ±
    F W
    690.76 591.29
    Ta cã: σmax= + = 6.26 (T/m2)
    165.2 283.2
    690.76 591.29
    σmin= − = 2.09 (T/m2)
    165.2 283.2
    σ max + σ min 2.09 + 6.26
    σtb= = = 4.18 (T/m2)
    2 2
    3. Ph¸n ®o¸n kh¶ n¨ng trît: xÐt 3 ®iÒu kiÖn
    σ max
    a. ChØ sè m« h×nh: N= ≤ N .σ = 1
    lim

    B×γ
    Trong ®ã: B: ChiÒu réng m¶ng (chiÒu réng // víi lùc ®Èy)
    ∆ −1
    γ : Dung träng ®Êt nÒn (dung träng ®Èy næi); γ = γ ®n= γn
    1+ε
    2.45 − 1
    = × 1 = 0.9 (T/m3)
    1 + 0.61
    ε: hÖ sè rçng cña ®Êt nÒn (c¸t pha = 0.61)
    γ γ (1 + ε ) 1.52(1 + 0.61)
    ∆ = tn = k = = 2.45
    γn γn 1
    6.26
    N= = 0.55 < 1
    12 × .0.9
    c
    b. ChØ sè chèng trît: tg Ψ = tgϕ + σ ≥ 0.45
    tb

    ϕ,c: lµ gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh cña ®Êt nÒn. tg Ψ = tg180 +
    0.3
    = 0.396 < 0.45
    4.18
    K t (1 + e)t 0
    c. Møc ®é cè kÕt: Cv = ≥4
    aγ n h0
    2

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 16

  17. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    Kt: hÖ sè thÊm (Kt = 2× 10-6 m/s)
    e: hÖ sè rçng tù nhiªn cña ®Êt (e = 0.61)
    t0: Thêi gian thi c«ng c«ng tr×nh (2 n¨m = 63.072× 106 (s))
    a: hÖ sè nÐn cña ®Êt (a = 2 m2/N = 2× 104 m2/T)
    h0: ChiÒu dµy tÝnh to¸n cña líp cè kÕt lÊy = B ; h0 = B = 12 (m)
    2 × 10 −6 (1 + 0.61)63.072 × 10 6
    VËy: Cu = = 0.7 < 4
    2 × 1 × 12 2
    Trong 3 ®iÒu kiÖn trªn, ®iÒu kiÖn trªn, ®iÒu kiÖn 2 vµ 3 kh«ng tho¶ m·n do
    vËy c«ng tr×nh cã thÓ x¶y ra trît hçn hîp. (Trong ®å ¸n nµy chØ yªu cÇu kiÓm tra
    trît ph¼ng).
    4- TÝnh to¸n trît ph¼ng:
    m
    §iÒu kiÖn cña cèng ®îc æn ®Þnh khi: Nc.Ntt ≤ R
    kn
    Trong ®ã: nc: HÖ sè tæ hîp t¶i träng nc = 1
    m: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc m = 1
    kn: hÖ sè tin cËy (c«ng tr×nh cÊp III) kn = 1.15
    Ntt = Ttl + Ectl – Thl (ph¬ng ngang)= W1 + Ec1 – w2 = 147.5+1.84 -5.9 = 143.44
    (T)
    R: Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña lùc chèng trît giíi h¹n
    R = ∑ P.tgϕ+m1.Ebhl+FC
    m1: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cã xÐt ®Õn quan hÖ gi÷a ¸p lùc bÞ ®éng cña
    ®Êt víi chuyÓn vÞ ngang cña cèng. V× kh«ng cã tµi liÖu thÝ nghiÖm trît nªn lÊy
    m1 = 0,7
    VËy: R = 690.7× .tg18o + 0,7 × 31.9 + 165.2× 0,3 = 296.25 (T)
    Do ®ã; Ntt.nc = 143.44 x 1 = 143.44
    m
    Ta thÊy: nc.Ntt = 143.44 < R = 296.25 => VËy c«ng tr×nh kh«ng bÞ trît
    Kn
    ph¼ng.
    Ch¬ng 6 : TÝnh to¸n kÕt cÊu b¶n ®¸y cèng
    I – Më ®Çu:
    1. Môc ®Ých: x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh to¸n néi lùc vµ bè trÝ cèt thÐp
    trong b¶n ®¸y cèng. (ChØ yªu cÇu x¸c ®Þnh s¬ ®å ngo¹i lùc, tÝnh kÕt cÊu b¶n
    ®¸y cèng theo ph¬ng ph¸p dÇm trªn nÒn ®µn håi).
    2. Trêng hîp tÝnh to¸n:
    – TÝnh to¸n trêng hîp bÊt lîi vÒ mÆt chÞu lùc cña b¶n ®¸y (khi chªnh lÖch
    mùc níc thîng h¹ lu lín nhÊt).
    3. Chän b¶ng tÝnh to¸n: ViÖc tÝnh to¸n kÕt cÊu b¶n ®¸y cÇn tiÕn hµnh cho
    c¸c b¨ng kh¸c nhau (tÝnh nh bµi to¸n ph¼ng, lÊy chiÒu réng b¨ng b = 1 m).
    Trong ®å ¸n chØ yªu cÇu tÝnh to¸n cho 1 b¨ng ë sau cöa van.
    II – TÝnh to¸n ngo¹i lùc t¸c dông:
    Trªn 1 b¨ng cña m¶ng c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn b¶n ®¸y bao gåm: Lùc tËp
    trung tõ c¸c mè, lùc ph©n bè trªn b¨ng, c¸c t¶i träng bªn.

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 17

  18. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    1. Lùc tËp trung tõ c¸c mè:
    §©y chÝnh lµ tæng hîp cña ¸p lùc ®¸y c¸c mè trong ph¹m vi cña b¨ng ®ang
    xÐt. Thêng xÐt riªng cho tõng mè.
    G1, G2: Träng lîng c¸c phÇn cña mè.
    G3: Träng lîng têng ngùc.
    G4: Träng lîng cÇn c«ng t¸c.
    G5: Träng lîng cÇn giao th«ng.
    G6: T¶i träng do ngêi vµ xe cé ®i l¹i trªn cÇu.
    T1, T2: ¸p lùc ngang cña níc tõ thîng, h¹ lu truyÒn qua khe van (khi van ®ãng).
    C¸c lùc G3, G4, G5, G6, T1, T2 tÝnh trong ph¹m vi phô tr¸ch cña mè (nöa nhÞp
    cèng khi tÝnh cho 2 bªn, hai nöa nhÞp 2 bªn khi tÝnh cho mè gi÷a).
    KÕt qu¶ tÝnh theo b¶ng sau:
    TrÞ sè cña lùc t¸c dông lªn mè
    Lo¹i mè G1 G2 G3 G4 G5 G6 T1 T2
    Mè bªn 37.2 52.08 3.875 10.87 22.19 10 36.87 1.475
    108.6
    Mè gi÷a 78.64 7.75 21.75 44.38 10 73.75 2.95
    4
    ÖÙng suÊt th¼ng ®øng t¹i ®¸y mè ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc nÐn lÖch
    t©m:
    ΣG ΣMo
    +
    σm= Fm Wm .
    Trong ®ã: ∑ G: Tæng c¸c lùc th¼ng ®øng.
    Fm: DiÖn tÝch ®¸y mè.
    Wm: M« ®un chèng uèn cña ®¸y mè.
    ∑ M0:Tæng m« men ngo¹i lùc lÊy víi t©m ®¸y mè.
    a. TÝnh cho mè bªn: Fmb = 6 (m2)
    dL2 0.5 × 12 2
    Wn = = = 12 (m3).
    6 6
    136.22 80
    σA= + = 29.37 (T/m2).
    6 12
    136.22 80
    σB= − = 16 (T/m2).
    6 12
    Tõ biÓu ®å øng suÊt ®¸y mè ta ®îc trÞ sè b×nh qu©n PK ë gi÷a b¨ng tÝnh
    to¸n: Pk = 26,6(T/m2).
    Lùc t¸c dông cña mè truyÒn cho b¶n ®¸y coi nh lùc tËp trung, cã trÞ sè nh
    sau: P’k = Pk.b.d
    Trong ®ã: b: chiÒu réng b¨ng tÝnh to¸n (b = 1m)
    d: ChiÒu dµy mè ë ®¸y (d = 0.5m)
    VËy P’k = Pk = 13.28 T/m2
    KÕt qu¶ tÝnh theo b¶ng sau:
    Lo¹i Tªn t¶i TrÞ sè C¸nh Mo (T/m)

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 18

  19. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    mè träng ∑G tay ®ßn + –
    G1 37.2 3.5 130.2
    G2 52.08 2.5 130.2
    G3 3.875 3.3 12.79

    Mè bªn
    G4 10.87 3 32.61
    G5 22.19 136.22 2 44.38
    G6 10 2 20
    T1 36.87 1.67 61.57
    0.49
    T2 1.475 0.333
    176.1 256.1
    G1 78.64 3.5 271
    G2 108.4 2.5 271
    G3 7.75 3.3 25.58
    G4 21.75 3 65.25
    Mè gi÷a

    G5 44.38 272 2 88.76
    G6 10 2 20
    T1 73.75 1.67 123.16
    0.98
    T2 2.95 0.333
    362.8 520.92
    b – TÝnh cho mè gi÷a:
    Fm =11.8 (m2); Wn = 24 (m3)
    272 140.12
    σB= − = 17.2 (T/m2).
    11.8 24
    272 140.12
    σA= + = 28.9 (T/m2).
    11.8 24
    ⇒ Pk =26.46 (T/m2) P’k = 26.46 (T/m2).
    2 – C¸c lùc ph©n bè trªn b¨ng.
    + Träng lîng níc trong cèng: qo =γ n.hn.b.
    Trong ®ã γ n = 1
    hn: chiÒu dµy níc t¹i b¨ng tÝnh to¸n
    qo = 1 × 5 × 1 = 5 (T/m)
    + Träng lîng b¶n ®¸y: qi = γ b.t.b
    Trong ®ã: γ b = 2.4
    t: chiÒu dµy b¶n ®¸y (t = 1m)
    b: ChiÒu réng b¨ng tÝnh to¸n
    ⇒ q1 = 2.4 × 1 × 1 = 2.4 (T/m)
    ¸p lùc ®Èy ngîc (lùc thÊm + ¸p lùc thuû tÜnh) q2 =γ n.h®n.b
    Trong ®ã : h®n: cét níc ®Èy ngîc t¹i b¨ng tÝnh to¸n (h®n = 4.55 m)
    q2 = 1 × 4.55 × 1 = 4.55 (T/m)
    + Ph¶n lùc cña nÒn (s¬ bé coi nh ph©n bè ®Òu)
    q3 = Pp.b
    Trong ®ã: Pp: ph¶n lùc t¹i ®¸y mãng
    q3 = 8.058 × 1 = 8.058 (T/m)
    3 – Lùc c¾t kh«ng c©n b»ng.
    a. TrÞ sè x¸c ®Þnh tõ ph¬ng tr×nh c©n b»ng tÜnh.
    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 19

  20. Ñoà aùn moân hoïc Thuûy coâng GVHD: Laõ Baù Thieát

    3
    Q = ∑ P’K + 2L. ∑ qi
    i =1

    Trong ®ã: 2L: ChiÒu dµi b¨ng ®ang xÐt (2L = 14m)
    ∑ P’K = -2 (20.4 + 24.2) = -89.2 (T)
    ∑ qi = qo + q1 + q2 + q3 = -1.3 – 2.5 + 5.45 + 8 = 9.7 (T/m)
    VËy: Q = -89.2 + 14 × 9.7 = 46.6 (T)
    b. Ph©n phèi Q cho mè vµ b¶n ®¸y
    ∑ Fm .Y1 + Fd .Y2
    X¸c ®Þnh vÞ trÝ trô trung hoµ : Y0=
    Fm + Fd
    Trong ®ã: ΣFm:tæng diÖn tich c¸c mè
    F®:diÖn tÝch phÇn b¶n ®¸y
    Y1,Y2:träng t©m cña c¸c mè vµ träng t©m b¶n ®¸y
    1 × 6.5 × 5 × 4.25 + 14 × 1 × 0.5
    Y0= = 0.85 (m)
    5 × 6.5 × 1 + 14 × 1
    VÏ biÓu ®å momen tÜnh Sc cña b¨ng tÝnh to¸n Sc = Fc.yc
    Trong ®ã Fc:diÖn tÝch phÇn bÞ c¾t
    yc : kho¶ng c¸ch tõ träng t©m phÇn bÞ c¾t ®Õn trôc trung hoµ
    XÐt hai phÇn: PhÇn I: b¶n ®¸y
    PhÇn II: têng mè
    *TÝnh cho phÇn I: Fc1=14× 1 = 14 (m2)
    yc1= 0.85 + 0.5 = 1.35 (m)
    → Sc1= 14 × 1.35 =18.9 (m3)
    *TÝnh cho phÇn II:
    Mè gi÷a: Fcg2= 6.5 × 1 = 6.5 (m2)
    6.5
    ycg2= − 0.85 = 2.4 (m)
    2
    Scg2= 6.5 × 2.4 = 15.6 (m3)
    Mè bªn: Fcb2= 6.5 × 1 = 6.5 (m2)
    Scb2= 6.5 × 2.4 = 15.6 (m3)
    Sc2= Scg2+ Scb2=15.6 × 2 = 31.2 (m3)
    TÝnh diÖn tÝch biÓu ®å Sc , phÇn t¬ng øng víi mè (A1) vµ víi b¶n ®¸y (A2)
    3F h 6.5 × 31.2
    Tõ S = ⇒F=S A1= = 135.2
    2h 3/ 2 3/ 2
    1 × 18.9
    A2 = = 12.6
    3/ 2
    Ph©n phèi Q cho mè (Qm) vµ b¶n ®¸y (Q®)
    A1 135.2
    Qm = Q = 46.6 = 42.63 (T)
    A1 + A2 135.2 + 12.6
    Q® = Q – Qm = 46.6 – 42.63 = 3.97 (T)
    Ph©n Qm Cho c¸c mè theo tØ lÖ diÖn tÝch
    ë ®©y ta bè trÝ c¸c mè cã diÖn tÝch b»ng nhau lªn Q m ph©n bè t¬ng ®¬ng
    nhau

    SVTH: Cao Thò Thuùy Vaân Trang 20

Download tài liệu Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế cống lộ thiên File Word, PDF về máy